Eine Einführung in RoboLab

Für die Programmierung von Lego-Mindstorms-Robotern steht mittlerweile eine große Auswahl an Programmiersprachen (Java, Delphi, NQC usw.) zur Verfügung. Die Programmiersprache RoboLab hebt sich von der Vielzahl der angebotenen Programmiersprachen deutlich ab. Es handelt sich bei RoboLab um eine grafische Programmiersprache, bei der Programme aus einzelnen Icons zusammengesetzt und über Verbindungslinien zu einem Programmfluss verbunden werden:

Vorteile von RoboLab sind:

• Durch den visuellen Zugang erlaubt RoboLab intuitives Programmieren, insbesondere für jüngere Schüler (etwa ab Klasse 5). Erweitere Sprachkonzepte wie Parallelisierung sind unmittelbar einsehbar.

• Robolab ist sehr schnell erlernbar, die Schüler erzielen rasche Erfolge.

Demgegenüber stehen aber auch einige Nachteile:

• Das Austauschen der Schüler über ihre Programme ist zwar am Bildschirm, nicht aber außerhalb der Bildschirmarbeit möglich. Durch den grafischen Zugang ist eine Kommunikation erschwert.

• Für Lernerfolgskontrollen stellt sich das generelle Problem, wie Programmieraufgaben realisiert werden sollen. Das Zeichnen von Programmen auf Papier macht wenig Sinn, das Zusammensetzen vorgegebener Bausteine zu einem Programm (Baukastenprinzip) ist mühsam.

Dennoch stellt die Programmiersprache Robolab einen sinnvollen Einstieg in die Programmierung vor allem als Erstsprache dar. Die schnelle Erlernbarkeit erlaubt zudem, den Fokus phasenweise stärker auf das Bauen der Roboter zu legen.

Ausgangspunkt für die hier beschriebene Unterrichtsreihe ist der Online-Artikel Algorithmik mit dem Lego-Roboter von Werner Müller. Auf der Grundlage des dort beschriebenen Stationenlernens habe ich eine Reihe entwickelt, die aus einer Sammlung von Arbeitsblättern besteht. Die Schüler bearbeiten die Arbeitsblätter nach Möglichkeit völlig selbstständig in kleinen Gruppen. Ideal sind zwei Schüler pro Roboter.

Die Reihe befasst sich mit dem Roboter RoboTag, der zunächst von den Schülern nach einer vorgegebenen Anleitung nachgebaut wird (s.u.). Das Robotermodell wird nun nach und nach mit immer komplexerer Funktionalität ausgestattet. Auch ein kleiner Wettbewerb ist im Laufe der Reihe vorgesehen.

Um die Schülergruppen möglichst klein zu halten, sollte auch von der Möglichkeit Gebrauch gemacht werden, dass sich zwei oder mehr Rechnerteams ein Robotermodell teilen. Das Modell wird dabei an einen PC angeschlossen und die Programme über das Netzwerk an diesen PC übertragen. Damit ist es sogar denkbar, dass sich eine ganze Lerngruppe ein einziges Modell teilt.

Alle hier zur Verfügung gestellten Unterrichtsmaterialien stehen unter einer Creative Commons Namensnennung-Weitergabe unter gleichen Bedingungen 3.0 Unported Lizenz.

Der Roboter RoboTag wird im O'Reilly-Buch LEGO MINDSTORMS Robots beschrieben. Die Bauanleitung für den RoboTag wird von O'Reilly auf der Webseite zum Buch zur Verfügung gestellt.

Sie können hier die folgenden Unterrichtsmaterialien herunterladen:

• robolabeinfuehrung.doc - Word-Dokument mit allen Arbeitsblättern

• robolabeinfuehrung.pdf - PDF-Dokument mit allen Arbeitsblättern

• musterloesungen.zip - Musterlösungen zu allen Aufgaben (Robolab-Dateien und Bildschirmausdrucke aller Lösungen als Word-Dokument bzw. PDF-Dokument)

Hinweis: Die Robolab-Dateien wurden unter der Robolab-Version 2.5.2 erstellt und können in früheren Software-Versionen teilweise nicht geöffnet werden.